Caracterización estructural de intermediarios del ciclo de reacción en la bomba de calcio de membrana plasmática

Las ATPasas de tipo P son un importante grupo de proteínas cuya función es el transporte activo. Comparten la característica de presentar intermediarios fosforilados durante el ciclo de reacción. La PMCA es uno de los mecanismos principales que determinan la homeostasis de Ca2+ citosólico modulando señales como segundo mensajero. Los fluoruros de aluminio, berilio y magnesio estabilizan análogos de los intermediarios fosforilados. En esta tesis caracterizamos su efecto sobre PMCA, mostrando que: (1) Los compuestos de fluoruro forman complejos estables e inhiben las actividades de la PMCA. (2) La fluorescencia de sondas que se unen al sitio de unión del nucleótido de la PMCA se reduce frente a la unión de complejos de fluoruro (3) La variación de la fluorescencia permite seguir los cambios conformacionales y estudiar el mecanismo de unión de los complejos de fluoruro a PMCA, así como detectar la actividad Ca2+-ATPasa en tiempo real. (5) La unión de calmodulina a PMCA produce cambios significativos de los segmentos transmembrana, no modificados por los complejos de fluoruro, indicando que la calmodulina puede unirse en E2-P. Estos resultados constituyen un aporte significativo para dilucidar la relación estructura-función de la PMCA durante el su complejo ciclo de reacción.

P-type ATPases are an important group of proteins whose function is the active transport of molecules and ions across biomembranes. They share the characteristic of presenting phosphorylated intermediates during their reaction cycle. PMCA is one of the main mechanisms that determine the homeostasis of cytosolic Ca2+ modulating signals as second messenger. The fluorides of aluminum, beryllium and magnesium stabilize analogs of the phosphorylated intermediates. In this thesis we characterized their effect on PMCA, showing that: (1) Metal fluorides form stable complexes and inhibit the activities of PMCA. (2) The fluorescence of probes bound to the nucleotide binding site of PMCA decreases when the pump binds fluoride complexes. (3) The variation of fluorescence allows to follow the conformational changes and to study the binding mechanism of the fluoride complexes to PMCA as well as to detect the Ca2 +-ATPase activity in real time. (5) The binding of calmodulin to PMCA produces significant changes of the transmembrane segments, not modified by the metal fluorides binding, indicating that calmodulin can bind to the E2-P conformation. These results constitute a significant contribution to elucidate the structure-function relationship of PMCA during the complex reaction cycle.